Поређење поступног мешања и једнократног мешања

Што се тиче методе припреме каше од литијумских батерија, истраживачи су испробали различите процесе целулозе. Тестови су доказали да је поступак целулозе поступног храњења далеко бољи од једнократног поступка кашања. Овај рад детаљно упоређује поступак целулозе у два корака и једнократни поступак целулозе. Два процеса целулозе су приказана на слици 1. (а) је једнократни поступак целулозе; (б) је поступак целулозе корак по корак.

Слика 1. Два различита поступка мешања

Једнократни поступак мешања је мешање везива и НМП и мешање пола сата, а затим додавање активног материјала и проводљиве чађе у растварач за мешање. Карактеристика вишестепеног мешања је да се количина растварача додаје у серијама. Једнократни поступак мешања и поступак у више корака имају не само велики утицај на својства каше, као што су вискозност, динамички вискоеластични модул и стабилне карактеристике протока, већ такође утичу на импедансу, перформансе циклуса и перформансе брзине батерија.

1. Однос између вискозности каше, брзине смицања и флуидности

На слици 2 приказана је крива односа између вискозности и брзине смицања. Може се видети да без обзира на то да ли је усвојена метода у једном кораку или корак по корак, вискозност каше опада са повећањем брзине смицања (стањивање смицања). Вискозност каше под малим смицањем је мера седиментационог понашања чврстих честица, а вискозност под високим смицањем мера обрадивости каше. Под малим смицањем већа је вискозност две каше, јер се чврсте честице нису знатно слегле. Под високим смицањем, ниска вискозност каше је такође добра карактеристика, јер то значи да се каша равномерно меша.

Наравно, иако два поступка припреме имају посмично стањивање, поступак вишефазног мешања је ипак бољи од једностепеног поступка синтезе. Вискоеластичност две врсте гнојнице се мења са угаоном фреквенцијом приказана је на слици 3.

Слика 3. Однос између угаоне брзине и модула складиштења и модула губитка

Са слике видимо да вискоеластичност суспензије припремљене једностепеном методом није повезана са угаоном фреквенцијом, док је вискоеластични модул суспензије припремљене вишестепеном методом повезана са угаоном фреквенцијом. Друго, на слици, Г ГГ # 39; је модул складиштења, а Г ГГ # 39; модул губитка. Може се видети да је модул складиштења у једностепеној методи увек већи од модула губитка, док је вишестепена суспензија управо супротна. Може се видети да је каша припремљена једностепеном методом углавном у стању гела, а честице се заједно агломерирају да формирају мрежну структуру испуњену запремином. Скупине честица се не уништавају или распадају и увек се мешају малом брзином смицања, а ефекат мешања се не постиже. Каша припремљена методом у више корака у основи је раствор ниске вискозности, јединице честица су равномерно распршене, а мрежна структура је потпуно уништена и распршена. Степенаста суспензија је у добром стању дисперзије и показује добру хистерезу протока, која се може представити кривом протока хистерезе (флуидност) приказаном на графикону. Слика 4 приказује везу између брзине смицања и силе смицања када се брзина смицања прво повећа, а затим смањи. Може се видети да вишестепена суспензија има хистерезну петљу.

Слика 4. Брзина смицања и сила смицања

У поређењу са једностепеним поступком мешања, у вишестепеном процесу мешања, неповратна мрежна структура кластера честица се чешће крши. То је зато што се растварач НМП додаје више пута, а растварач је мање у почетном стању и већа је вероватноћа да ће честице бити сломљене под великом брзином смицања. Будући да се мешањем у једном кораку улива растварач истовремено, укупна вискозност се брзо смањује, а трење између честица је врло мало, па се не може добити добро стање дисперзије.

2. Утицај два различита процеса мешања на стуб

Каше припремљене у два поступка припремају се у електроде, а почетак разлике се види из слика попречног пресека два пола, као што је приказано на слици 5.

Слика 5. СЕМ и ЕДС анализа стуба

(а) Попречни пресек у једном кораку (е) Пресек у више корака, може се видети да је након вишестепене суспензије припремљен стуб, контакт честица ближи и мешано стање је боље.

Слике (б) и (ф) су дијаграми мапирања елемената ЕДС Цо пољских делова две врсте процеса целулозе. Елемент Цо је изведен из литијум-кобалтовог оксида, што може да потврди бољи ефекат мешања и дисперзије вишестепене методе.

Слике (ц) и (г) представљају мапирање Ц елемента стуба пола две врсте поступка одређивања величине. Елемент Ц углавном потиче од ПВДФ и проводљиве чађе;

Слике (д) и (х) представљају мапирање флуоровог елемента у стубу две врсте поступка одређивања величине. Ф елемент долази из ПВДФ-а

Резултати вишеструких сетова фотографија такође доказују да проводно средство и активни материјал у суспензији у једном кораку имају пуно агломерата и нису једнолико распршени.

Треће, ефекат процеса мешања на перформансе батерије

1. Перформансе циклуса

Учинак циклуса батерије припремљене од две каше приказан је на слици 6. После 70 циклуса, капацитет једностепеног и раздвојеног корака процеса мешања износи 60%, односно 70% почетног капацитета. Капацитет брже пропада. Разлог може бити узрокован променом унутрашњег отпора батерије ГГ # 39; у једностепеној методи.

Слика 6. Поређење перформанси циклуса батерије

2. Унутрашњи отпор батерије се мења са ДОД

Експеримент користи ХППЦ за испитивање унутрашњег отпора батерије, а резултат је приказан на слици 7. Следећи закључци се могу извући: а. Унутрашњи отпор батерије током пражњења већи је од унутрашњег отпора пуњења. То је зато што је брзина уметања литијумових јона у чврсту решетку спорија од брзине екстракције литијумових јона. б. Унутрашњи отпор акумулатора методом више корака и поступком каше је нижи од отпора једностепене методе у свакој фази и под сваким ДОД условом. ц. Унутрашњи отпор батерије и дубина пражњења (Д0Д) уско су повезани. Како се дубина пражњења повећава, простор за уградњу литијумових јона постаје све мање и мање, што доводи до тога да се импеданса батерије у складу с тим повећава.

Слика 7. Однос између наелектрисања и пражњења две батерије и унутрашњег отпора

3. Утицај два процеса мешања на перформансе брзине батерије

Да би се упоредио унутрашњи отпор две батеријске батерије, одговарајуће батерије се празне различитим брзинама. Крива пражњења приказана је на слици 8.

Слика 8. Поређење перформанси брзине батерије и поларизације

Међу њима је а једностепена батерија, а б вишестепена. Обе батерије се пуне константном струјом на 0,2Ц. Слика а показује да се са порастом струје пражњења поларизација батерије наставља повећавати. За разлику од криве пражњења батерије у више корака, иако се поларизација батерије такође повећава до одређене мере, поларизација је релативно мала у поређењу са сликом а. Разлог за овај феномен мора се пратити у процесу припреме гнојнице. Као што је већ поменуто, поступак у више корака може да обезбеди равномерну дисперзију проводног агенса и активне супстанце, формирајући стабилну и уједначену проводну мрежу. Као резултат, контактни отпор између активног материјала и проводљивог агенса је знатно смањен како би се осигурале одличне перформансе батерије.

Закључак:

Чак и ако је коначни садржај чврсте супстанце у два различита поступка мешања једнак, реолошка својства каше су и даље различита. Производ поступка једностепеног мешања је сличан гелу, а јединице праха су повезане унутар мрежне структуре испуњене запремином, тако да ће постојати својства налик чврстим материјама и праћена већом вискозношћу. Производ припремљен поступком мешања у више корака је раствор ниске вискозности и јединице честица се међусобно распршују. То је зато што у почетној фази смеша има нижи садржај растварача, честице су у блиском контакту и вероватноћа судара је много већа од једностепене каше. Због тога нижи садржај течности помаже у разбијању и распршивању агломерата честица. Уједначена дисперзија активног материјала проводног агенса показује да батерија има нижу поларизацију и боље перформансе циклуса и перформансе брзине.